arch/powerpc/kvm/book3s_hv_rm_mmu.c

   1 /*
   2  * This program is free software; you can redistribute it and/or modify
   3  * it under the terms of the GNU General Public License, version 2, as
   4  * published by the Free Software Foundation.
   5  *
   6  * Copyright 2010-2011 Paul Mackerras, IBM Corp. <paulus@au1.ibm.com>
   7  */
   8
   9 #include <linux/types.h>
  10 #include <linux/string.h>
  11 #include <linux/kvm.h>
  12 #include <linux/kvm_host.h>
  13 #include <linux/hugetlb.h>
  14 #include <linux/module.h>
  15 #include <linux/log2.h>
  16
  17 #include <asm/tlbflush.h>
  18 #include <asm/kvm_ppc.h>
  19 #include <asm/kvm_book3s.h>
  20 #include <asm/mmu-hash64.h>
  21 #include <asm/hvcall.h>
  22 #include <asm/synch.h>
  23 #include <asm/ppc-opcode.h>
  24
  25 /* Translate address of a vmalloc'd thing to a linear map address */
  26 static void *real_vmalloc_addr(void *x)
  27 {
  28         unsigned long addr = (unsigned long) x;
  29         pte_t *p;
  30         /*
  31          * assume we don't have huge pages in vmalloc space...
  32          * So don't worry about THP collapse/split. Called
  33          * Only in realmode, hence won't need irq_save/restore.
  34          */
  35         p = __find_linux_pte_or_hugepte(swapper_pg_dir, addr, NULL);
  36         if (!p || !pte_present(*p))
  37                 return NULL;
  38         addr = (pte_pfn(*p) << PAGE_SHIFT) | (addr & ~PAGE_MASK);
  39         return __va(addr);
  40 }
  41
  42 /* Return 1 if we need to do a global tlbie, 0 if we can use tlbiel */
  43 static int global_invalidates(struct kvm *kvm, unsigned long flags)
  44 {
  45         int global;
  46
  47         /*
  48          * If there is only one vcore, and it's currently running,
  49          * as indicated by local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu being set,
  50          * we can use tlbiel as long as we mark all other physical
  51          * cores as potentially having stale TLB entries for this lpid.
  52          * Otherwise, don't use tlbiel.
  53          */
  54         if (kvm->arch.online_vcores == 1 && local_paca->kvm_hstate.kvm_vcpu)
  55                 global = 0;
  56         else
  57                 global = 1;
  58
  59         if (!global) {
  60                 /* any other core might now have stale TLB entries... */
  61                 smp_wmb();
  62                 cpumask_setall(&kvm->arch.need_tlb_flush);
  63                 cpumask_clear_cpu(local_paca->kvm_hstate.kvm_vcore->pcpu,
  64                                   &kvm->arch.need_tlb_flush);
  65         }
  66
  67         return global;
  68 }
  69
  70 /*
  71  * Add this HPTE into the chain for the real page.
  72  * Must be called with the chain locked; it unlocks the chain.
  73  */
  74 void kvmppc_add_revmap_chain(struct kvm *kvm, struct revmap_entry *rev,
  75                              unsigned long *rmap, long pte_index, int realmode)
  76 {
  77         struct revmap_entry *head, *tail;
  78         unsigned long i;
  79
  80         if (*rmap & KVMPPC_RMAP_PRESENT) {
  81                 i = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
  82                 head = &kvm->arch.revmap[i];
  83                 if (realmode)
  84                         head = real_vmalloc_addr(head);
  85                 tail = &kvm->arch.revmap[head->back];
  86                 if (realmode)
  87                         tail = real_vmalloc_addr(tail);
  88                 rev->forw = i;
  89                 rev->back = head->back;
  90                 tail->forw = pte_index;
  91                 head->back = pte_index;
  92         } else {
  93                 rev->forw = rev->back = pte_index;
  94                 *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) |
  95                         pte_index | KVMPPC_RMAP_PRESENT;
  96         }
  97         unlock_rmap(rmap);
  98 }
  99 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_add_revmap_chain);
 100
 101 /* Update the changed page order field of an rmap entry */
 102 void kvmppc_update_rmap_change(unsigned long *rmap, unsigned long psize)
 103 {
 104         unsigned long order;
 105
 106         if (!psize)
 107                 return;
 108         order = ilog2(psize);
 109         order <<= KVMPPC_RMAP_CHG_SHIFT;
 110         if (order > (*rmap & KVMPPC_RMAP_CHG_ORDER))
 111                 *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_CHG_ORDER) | order;
 112 }
 113 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_update_rmap_change);
 114
 115 /* Returns a pointer to the revmap entry for the page mapped by a HPTE */
 116 static unsigned long *revmap_for_hpte(struct kvm *kvm, unsigned long hpte_v,
 117                                       unsigned long hpte_gr)
 118 {
 119         struct kvm_memory_slot *memslot;
 120         unsigned long *rmap;
 121         unsigned long gfn;
 122
 123         gfn = hpte_rpn(hpte_gr, hpte_page_size(hpte_v, hpte_gr));
 124         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 125         if (!memslot)
 126                 return NULL;
 127
 128         rmap = real_vmalloc_addr(&memslot->arch.rmap[gfn - memslot->base_gfn]);
 129         return rmap;
 130 }
 131
 132 /* Remove this HPTE from the chain for a real page */
 133 static void remove_revmap_chain(struct kvm *kvm, long pte_index,
 134                                 struct revmap_entry *rev,
 135                                 unsigned long hpte_v, unsigned long hpte_r)
 136 {
 137         struct revmap_entry *next, *prev;
 138         unsigned long ptel, head;
 139         unsigned long *rmap;
 140         unsigned long rcbits;
 141
 142         rcbits = hpte_r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 143         ptel = rev->guest_rpte |= rcbits;
 144         rmap = revmap_for_hpte(kvm, hpte_v, ptel);
 145         if (!rmap)
 146                 return;
 147         lock_rmap(rmap);
 148
 149         head = *rmap & KVMPPC_RMAP_INDEX;
 150         next = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[rev->forw]);
 151         prev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[rev->back]);
 152         next->back = rev->back;
 153         prev->forw = rev->forw;
 154         if (head == pte_index) {
 155                 head = rev->forw;
 156                 if (head == pte_index)
 157                         *rmap &= ~(KVMPPC_RMAP_PRESENT | KVMPPC_RMAP_INDEX);
 158                 else
 159                         *rmap = (*rmap & ~KVMPPC_RMAP_INDEX) | head;
 160         }
 161         *rmap |= rcbits << KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 162         if (rcbits & HPTE_R_C)
 163                 kvmppc_update_rmap_change(rmap, hpte_page_size(hpte_v, hpte_r));
 164         unlock_rmap(rmap);
 165 }
 166
 167 long kvmppc_do_h_enter(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 168                        long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel,
 169                        pgd_t *pgdir, bool realmode, unsigned long *pte_idx_ret)
 170 {
 171         unsigned long i, pa, gpa, gfn, psize;
 172         unsigned long slot_fn, hva;
 173         __be64 *hpte;
 174         struct revmap_entry *rev;
 175         unsigned long g_ptel;
 176         struct kvm_memory_slot *memslot;
 177         unsigned hpage_shift;
 178         unsigned long is_io;
 179         unsigned long *rmap;
 180         pte_t *ptep;
 181         unsigned int writing;
 182         unsigned long mmu_seq;
 183         unsigned long rcbits, irq_flags = 0;
 184
 185         psize = hpte_page_size(pteh, ptel);
 186         if (!psize)
 187                 return H_PARAMETER;
 188         writing = hpte_is_writable(ptel);
 189         pteh &= ~(HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID);
 190         ptel &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 191         g_ptel = ptel;
 192
 193         /* used later to detect if we might have been invalidated */
 194         mmu_seq = kvm->mmu_notifier_seq;
 195         smp_rmb();
 196
 197         /* Find the memslot (if any) for this address */
 198         gpa = (ptel & HPTE_R_RPN) & ~(psize - 1);
 199         gfn = gpa >> PAGE_SHIFT;
 200         memslot = __gfn_to_memslot(kvm_memslots_raw(kvm), gfn);
 201         pa = 0;
 202         is_io = ~0ul;
 203         rmap = NULL;
 204         if (!(memslot && !(memslot->flags & KVM_MEMSLOT_INVALID))) {
 205                 /* Emulated MMIO - mark this with key=31 */
 206                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 207                 ptel |= HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 208                 goto do_insert;
 209         }
 210
 211         /* Check if the requested page fits entirely in the memslot. */
 212         if (!slot_is_aligned(memslot, psize))
 213                 return H_PARAMETER;
 214         slot_fn = gfn - memslot->base_gfn;
 215         rmap = &memslot->arch.rmap[slot_fn];
 216
 217         /* Translate to host virtual address */
 218         hva = __gfn_to_hva_memslot(memslot, gfn);
 219         /*
 220          * If we had a page table table change after lookup, we would
 221          * retry via mmu_notifier_retry.
 222          */
 223         if (realmode)
 224                 ptep = __find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, hva, &hpage_shift);
 225         else {
 226                 local_irq_save(irq_flags);
 227                 ptep = find_linux_pte_or_hugepte(pgdir, hva, &hpage_shift);
 228         }
 229         if (ptep) {
 230                 pte_t pte;
 231                 unsigned int host_pte_size;
 232
 233                 if (hpage_shift)
 234                         host_pte_size = 1ul << hpage_shift;
 235                 else
 236                         host_pte_size = PAGE_SIZE;
 237                 /*
 238                  * We should always find the guest page size
 239                  * to <= host page size, if host is using hugepage
 240                  */
 241                 if (host_pte_size < psize) {
 242                         if (!realmode)
 243                                 local_irq_restore(flags);
 244                         return H_PARAMETER;
 245                 }
 246                 pte = kvmppc_read_update_linux_pte(ptep, writing);
 247                 if (pte_present(pte) && !pte_protnone(pte)) {
 248                         if (writing && !pte_write(pte))
 249                                 /* make the actual HPTE be read-only */
 250                                 ptel = hpte_make_readonly(ptel);
 251                         is_io = hpte_cache_bits(pte_val(pte));
 252                         pa = pte_pfn(pte) << PAGE_SHIFT;
 253                         pa |= hva & (host_pte_size - 1);
 254                         pa |= gpa & ~PAGE_MASK;
 255                 }
 256         }
 257         if (!realmode)
 258                 local_irq_restore(irq_flags);
 259
 260         ptel &= ~(HPTE_R_PP0 - psize);
 261         ptel |= pa;
 262
 263         if (pa)
 264                 pteh |= HPTE_V_VALID;
 265         else
 266                 pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 267
 268         /* Check WIMG */
 269         if (is_io != ~0ul && !hpte_cache_flags_ok(ptel, is_io)) {
 270                 if (is_io)
 271                         return H_PARAMETER;
 272                 /*
 273                  * Allow guest to map emulated device memory as
 274                  * uncacheable, but actually make it cacheable.
 275                  */
 276                 ptel &= ~(HPTE_R_W|HPTE_R_I|HPTE_R_G);
 277                 ptel |= HPTE_R_M;
 278         }
 279
 280         /* Find and lock the HPTEG slot to use */
 281  do_insert:
 282         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 283                 return H_PARAMETER;
 284         if (likely((flags & H_EXACT) == 0)) {
 285                 pte_index &= ~7UL;
 286                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 287                 for (i = 0; i < 8; ++i) {
 288                         if ((be64_to_cpu(*hpte) & HPTE_V_VALID) == 0 &&
 289                             try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 290                                           HPTE_V_ABSENT))
 291                                 break;
 292                         hpte += 2;
 293                 }
 294                 if (i == 8) {
 295                         /*
 296                          * Since try_lock_hpte doesn't retry (not even stdcx.
 297                          * failures), it could be that there is a free slot
 298                          * but we transiently failed to lock it.  Try again,
 299                          * actually locking each slot and checking it.
 300                          */
 301                         hpte -= 16;
 302                         for (i = 0; i < 8; ++i) {
 303                                 u64 pte;
 304                                 while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 305                                         cpu_relax();
 306                                 pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 307                                 if (!(pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 308                                         break;
 309                                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 310                                 hpte += 2;
 311                         }
 312                         if (i == 8)
 313                                 return H_PTEG_FULL;
 314                 }
 315                 pte_index += i;
 316         } else {
 317                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 318                 if (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK | HPTE_V_VALID |
 319                                    HPTE_V_ABSENT)) {
 320                         /* Lock the slot and check again */
 321                         u64 pte;
 322
 323                         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 324                                 cpu_relax();
 325                         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 326                         if (pte & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)) {
 327                                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 328                                 return H_PTEG_FULL;
 329                         }
 330                 }
 331         }
 332
 333         /* Save away the guest's idea of the second HPTE dword */
 334         rev = &kvm->arch.revmap[pte_index];
 335         if (realmode)
 336                 rev = real_vmalloc_addr(rev);
 337         if (rev) {
 338                 rev->guest_rpte = g_ptel;
 339                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 340         }
 341
 342         /* Link HPTE into reverse-map chain */
 343         if (pteh & HPTE_V_VALID) {
 344                 if (realmode)
 345                         rmap = real_vmalloc_addr(rmap);
 346                 lock_rmap(rmap);
 347                 /* Check for pending invalidations under the rmap chain lock */
 348                 if (mmu_notifier_retry(kvm, mmu_seq)) {
 349                         /* inval in progress, write a non-present HPTE */
 350                         pteh |= HPTE_V_ABSENT;
 351                         pteh &= ~HPTE_V_VALID;
 352                         unlock_rmap(rmap);
 353                 } else {
 354                         kvmppc_add_revmap_chain(kvm, rev, rmap, pte_index,
 355                                                 realmode);
 356                         /* Only set R/C in real HPTE if already set in *rmap */
 357                         rcbits = *rmap >> KVMPPC_RMAP_RC_SHIFT;
 358                         ptel &= rcbits | ~(HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 359                 }
 360         }
 361
 362         hpte[1] = cpu_to_be64(ptel);
 363
 364         /* Write the first HPTE dword, unlocking the HPTE and making it valid */
 365         eieio();
 366         __unlock_hpte(hpte, pteh);
 367         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 368
 369         *pte_idx_ret = pte_index;
 370         return H_SUCCESS;
 371 }
 372 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_enter);
 373
 374 long kvmppc_h_enter(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 375                     long pte_index, unsigned long pteh, unsigned long ptel)
 376 {
 377         return kvmppc_do_h_enter(vcpu->kvm, flags, pte_index, pteh, ptel,
 378                                  vcpu->arch.pgdir, true, &vcpu->arch.gpr[4]);
 379 }
 380
 381 #ifdef __BIG_ENDIAN__
 382 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->lock_token))
 383 #else
 384 #define LOCK_TOKEN      (*(u32 *)(&get_paca()->paca_index))
 385 #endif
 386
 387 static inline int try_lock_tlbie(unsigned int *lock)
 388 {
 389         unsigned int tmp, old;
 390         unsigned int token = LOCK_TOKEN;
 391
 392         asm volatile("1:lwarx   %1,0,%2\n"
 393                      "  cmpwi   cr0,%1,0\n"
 394                      "  bne     2f\n"
 395                      "  stwcx.  %3,0,%2\n"
 396                      "  bne-    1b\n"
 397                      "  isync\n"
 398                      "2:"
 399                      : "=&r" (tmp), "=&r" (old)
 400                      : "r" (lock), "r" (token)
 401                      : "cc", "memory");
 402         return old == 0;
 403 }
 404
 405 static void do_tlbies(struct kvm *kvm, unsigned long *rbvalues,
 406                       long npages, int global, bool need_sync)
 407 {
 408         long i;
 409
 410         if (global) {
 411                 while (!try_lock_tlbie(&kvm->arch.tlbie_lock))
 412                         cpu_relax();
 413                 if (need_sync)
 414                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 415                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 416                         asm volatile(PPC_TLBIE(%1,%0) : :
 417                                      "r" (rbvalues[i]), "r" (kvm->arch.lpid));
 418                 asm volatile("eieio; tlbsync; ptesync" : : : "memory");
 419                 kvm->arch.tlbie_lock = 0;
 420         } else {
 421                 if (need_sync)
 422                         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 423                 for (i = 0; i < npages; ++i)
 424                         asm volatile("tlbiel %0" : : "r" (rbvalues[i]));
 425                 asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 426         }
 427 }
 428
 429 long kvmppc_do_h_remove(struct kvm *kvm, unsigned long flags,
 430                         unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 431                         unsigned long *hpret)
 432 {
 433         __be64 *hpte;
 434         unsigned long v, r, rb;
 435         struct revmap_entry *rev;
 436         u64 pte;
 437
 438         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 439                 return H_PARAMETER;
 440         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 441         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 442                 cpu_relax();
 443         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 444         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 445             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn) ||
 446             ((flags & H_ANDCOND) && (pte & avpn) != 0)) {
 447                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 448                 return H_NOT_FOUND;
 449         }
 450
 451         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 452         v = pte & ~HPTE_V_HVLOCK;
 453         if (v & HPTE_V_VALID) {
 454                 hpte[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 455                 rb = compute_tlbie_rb(v, be64_to_cpu(hpte[1]), pte_index);
 456                 do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags), true);
 457                 /*
 458                  * The reference (R) and change (C) bits in a HPT
 459                  * entry can be set by hardware at any time up until
 460                  * the HPTE is invalidated and the TLB invalidation
 461                  * sequence has completed.  This means that when
 462                  * removing a HPTE, we need to re-read the HPTE after
 463                  * the invalidation sequence has completed in order to
 464                  * obtain reliable values of R and C.
 465                  */
 466                 remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev, v,
 467                                     be64_to_cpu(hpte[1]));
 468         }
 469         r = rev->guest_rpte & ~HPTE_GR_RESERVED;
 470         note_hpte_modification(kvm, rev);
 471         unlock_hpte(hpte, 0);
 472
 473         hpret[0] = v;
 474         hpret[1] = r;
 475         return H_SUCCESS;
 476 }
 477 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_do_h_remove);
 478
 479 long kvmppc_h_remove(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 480                      unsigned long pte_index, unsigned long avpn)
 481 {
 482         return kvmppc_do_h_remove(vcpu->kvm, flags, pte_index, avpn,
 483                                   &vcpu->arch.gpr[4]);
 484 }
 485
 486 long kvmppc_h_bulk_remove(struct kvm_vcpu *vcpu)
 487 {
 488         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 489         unsigned long *args = &vcpu->arch.gpr[4];
 490         __be64 *hp, *hptes[4];
 491         unsigned long tlbrb[4];
 492         long int i, j, k, n, found, indexes[4];
 493         unsigned long flags, req, pte_index, rcbits;
 494         int global;
 495         long int ret = H_SUCCESS;
 496         struct revmap_entry *rev, *revs[4];
 497         u64 hp0;
 498
 499         global = global_invalidates(kvm, 0);
 500         for (i = 0; i < 4 && ret == H_SUCCESS; ) {
 501                 n = 0;
 502                 for (; i < 4; ++i) {
 503                         j = i * 2;
 504                         pte_index = args[j];
 505                         flags = pte_index >> 56;
 506                         pte_index &= ((1ul << 56) - 1);
 507                         req = flags >> 6;
 508                         flags &= 3;
 509                         if (req == 3) {         /* no more requests */
 510                                 i = 4;
 511                                 break;
 512                         }
 513                         if (req != 1 || flags == 3 ||
 514                             pte_index >= kvm->arch.hpt_npte) {
 515                                 /* parameter error */
 516                                 args[j] = ((0xa0 | flags) << 56) + pte_index;
 517                                 ret = H_PARAMETER;
 518                                 break;
 519                         }
 520                         hp = (__be64 *) (kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 521                         /* to avoid deadlock, don't spin except for first */
 522                         if (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK)) {
 523                                 if (n)
 524                                         break;
 525                                 while (!try_lock_hpte(hp, HPTE_V_HVLOCK))
 526                                         cpu_relax();
 527                         }
 528                         found = 0;
 529                         hp0 = be64_to_cpu(hp[0]);
 530                         if (hp0 & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) {
 531                                 switch (flags & 3) {
 532                                 case 0:         /* absolute */
 533                                         found = 1;
 534                                         break;
 535                                 case 1:         /* andcond */
 536                                         if (!(hp0 & args[j + 1]))
 537                                                 found = 1;
 538                                         break;
 539                                 case 2:         /* AVPN */
 540                                         if ((hp0 & ~0x7fUL) == args[j + 1])
 541                                                 found = 1;
 542                                         break;
 543                                 }
 544                         }
 545                         if (!found) {
 546                                 hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_HVLOCK);
 547                                 args[j] = ((0x90 | flags) << 56) + pte_index;
 548                                 continue;
 549                         }
 550
 551                         args[j] = ((0x80 | flags) << 56) + pte_index;
 552                         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 553                         note_hpte_modification(kvm, rev);
 554
 555                         if (!(hp0 & HPTE_V_VALID)) {
 556                                 /* insert R and C bits from PTE */
 557                                 rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 558                                 args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 559                                 hp[0] = 0;
 560                                 continue;
 561                         }
 562
 563                         /* leave it locked */
 564                         hp[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 565                         tlbrb[n] = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hp[0]),
 566                                 be64_to_cpu(hp[1]), pte_index);
 567                         indexes[n] = j;
 568                         hptes[n] = hp;
 569                         revs[n] = rev;
 570                         ++n;
 571                 }
 572
 573                 if (!n)
 574                         break;
 575
 576                 /* Now that we've collected a batch, do the tlbies */
 577                 do_tlbies(kvm, tlbrb, n, global, true);
 578
 579                 /* Read PTE low words after tlbie to get final R/C values */
 580                 for (k = 0; k < n; ++k) {
 581                         j = indexes[k];
 582                         pte_index = args[j] & ((1ul << 56) - 1);
 583                         hp = hptes[k];
 584                         rev = revs[k];
 585                         remove_revmap_chain(kvm, pte_index, rev,
 586                                 be64_to_cpu(hp[0]), be64_to_cpu(hp[1]));
 587                         rcbits = rev->guest_rpte & (HPTE_R_R|HPTE_R_C);
 588                         args[j] |= rcbits << (56 - 5);
 589                         __unlock_hpte(hp, 0);
 590                 }
 591         }
 592
 593         return ret;
 594 }
 595
 596 long kvmppc_h_protect(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 597                       unsigned long pte_index, unsigned long avpn,
 598                       unsigned long va)
 599 {
 600         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 601         __be64 *hpte;
 602         struct revmap_entry *rev;
 603         unsigned long v, r, rb, mask, bits;
 604         u64 pte;
 605
 606         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 607                 return H_PARAMETER;
 608
 609         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 610         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 611                 cpu_relax();
 612         pte = be64_to_cpu(hpte[0]);
 613         if ((pte & (HPTE_V_ABSENT | HPTE_V_VALID)) == 0 ||
 614             ((flags & H_AVPN) && (pte & ~0x7fUL) != avpn)) {
 615                 __unlock_hpte(hpte, pte);
 616                 return H_NOT_FOUND;
 617         }
 618
 619         v = pte;
 620         bits = (flags << 55) & HPTE_R_PP0;
 621         bits |= (flags << 48) & HPTE_R_KEY_HI;
 622         bits |= flags & (HPTE_R_PP | HPTE_R_N | HPTE_R_KEY_LO);
 623
 624         /* Update guest view of 2nd HPTE dword */
 625         mask = HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP | HPTE_R_N |
 626                 HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO;
 627         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 628         if (rev) {
 629                 r = (rev->guest_rpte & ~mask) | bits;
 630                 rev->guest_rpte = r;
 631                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 632         }
 633
 634         /* Update HPTE */
 635         if (v & HPTE_V_VALID) {
 636                 /*
 637                  * If the page is valid, don't let it transition from
 638                  * readonly to writable.  If it should be writable, we'll
 639                  * take a trap and let the page fault code sort it out.
 640                  */
 641                 pte = be64_to_cpu(hpte[1]);
 642                 r = (pte & ~mask) | bits;
 643                 if (hpte_is_writable(r) && !hpte_is_writable(pte))
 644                         r = hpte_make_readonly(r);
 645                 /* If the PTE is changing, invalidate it first */
 646                 if (r != pte) {
 647                         rb = compute_tlbie_rb(v, r, pte_index);
 648                         hpte[0] = cpu_to_be64((v & ~HPTE_V_VALID) |
 649                                               HPTE_V_ABSENT);
 650                         do_tlbies(kvm, &rb, 1, global_invalidates(kvm, flags),
 651                                   true);
 652                         hpte[1] = cpu_to_be64(r);
 653                 }
 654         }
 655         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 656         asm volatile("ptesync" : : : "memory");
 657         return H_SUCCESS;
 658 }
 659
 660 long kvmppc_h_read(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 661                    unsigned long pte_index)
 662 {
 663         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 664         __be64 *hpte;
 665         unsigned long v, r;
 666         int i, n = 1;
 667         struct revmap_entry *rev = NULL;
 668
 669         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 670                 return H_PARAMETER;
 671         if (flags & H_READ_4) {
 672                 pte_index &= ~3;
 673                 n = 4;
 674         }
 675         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 676         for (i = 0; i < n; ++i, ++pte_index) {
 677                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 678                 v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 679                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 680                 if (v & HPTE_V_ABSENT) {
 681                         v &= ~HPTE_V_ABSENT;
 682                         v |= HPTE_V_VALID;
 683                 }
 684                 if (v & HPTE_V_VALID) {
 685                         r = rev[i].guest_rpte | (r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C));
 686                         r &= ~HPTE_GR_RESERVED;
 687                 }
 688                 vcpu->arch.gpr[4 + i * 2] = v;
 689                 vcpu->arch.gpr[5 + i * 2] = r;
 690         }
 691         return H_SUCCESS;
 692 }
 693
 694 long kvmppc_h_clear_ref(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 695                         unsigned long pte_index)
 696 {
 697         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 698         __be64 *hpte;
 699         unsigned long v, r, gr;
 700         struct revmap_entry *rev;
 701         unsigned long *rmap;
 702         long ret = H_NOT_FOUND;
 703
 704         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 705                 return H_PARAMETER;
 706
 707         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 708         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 709         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 710                 cpu_relax();
 711         v = be64_to_cpu(hpte[0]);
 712         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 713         if (!(v & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 714                 goto out;
 715
 716         gr = rev->guest_rpte;
 717         if (rev->guest_rpte & HPTE_R_R) {
 718                 rev->guest_rpte &= ~HPTE_R_R;
 719                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 720         }
 721         if (v & HPTE_V_VALID) {
 722                 gr |= r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 723                 if (r & HPTE_R_R) {
 724                         kvmppc_clear_ref_hpte(kvm, hpte, pte_index);
 725                         rmap = revmap_for_hpte(kvm, v, gr);
 726                         if (rmap) {
 727                                 lock_rmap(rmap);
 728                                 *rmap |= KVMPPC_RMAP_REFERENCED;
 729                                 unlock_rmap(rmap);
 730                         }
 731                 }
 732         }
 733         vcpu->arch.gpr[4] = gr;
 734         ret = H_SUCCESS;
 735  out:
 736         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 737         return ret;
 738 }
 739
 740 long kvmppc_h_clear_mod(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long flags,
 741                         unsigned long pte_index)
 742 {
 743         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 744         __be64 *hpte;
 745         unsigned long v, r, gr;
 746         struct revmap_entry *rev;
 747         unsigned long *rmap;
 748         long ret = H_NOT_FOUND;
 749
 750         if (pte_index >= kvm->arch.hpt_npte)
 751                 return H_PARAMETER;
 752
 753         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[pte_index]);
 754         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (pte_index << 4));
 755         while (!try_lock_hpte(hpte, HPTE_V_HVLOCK))
 756                 cpu_relax();
 757         v = be64_to_cpu(hpte[0]);
 758         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 759         if (!(v & (HPTE_V_VALID | HPTE_V_ABSENT)))
 760                 goto out;
 761
 762         gr = rev->guest_rpte;
 763         if (gr & HPTE_R_C) {
 764                 rev->guest_rpte &= ~HPTE_R_C;
 765                 note_hpte_modification(kvm, rev);
 766         }
 767         if (v & HPTE_V_VALID) {
 768                 /* need to make it temporarily absent so C is stable */
 769                 hpte[0] |= cpu_to_be64(HPTE_V_ABSENT);
 770                 kvmppc_invalidate_hpte(kvm, hpte, pte_index);
 771                 r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 772                 gr |= r & (HPTE_R_R | HPTE_R_C);
 773                 if (r & HPTE_R_C) {
 774                         unsigned long psize = hpte_page_size(v, r);
 775                         hpte[1] = cpu_to_be64(r & ~HPTE_R_C);
 776                         eieio();
 777                         rmap = revmap_for_hpte(kvm, v, gr);
 778                         if (rmap) {
 779                                 lock_rmap(rmap);
 780                                 *rmap |= KVMPPC_RMAP_CHANGED;
 781                                 kvmppc_update_rmap_change(rmap, psize);
 782                                 unlock_rmap(rmap);
 783                         }
 784                 }
 785         }
 786         vcpu->arch.gpr[4] = gr;
 787         ret = H_SUCCESS;
 788  out:
 789         unlock_hpte(hpte, v & ~HPTE_V_HVLOCK);
 790         return ret;
 791 }
 792
 793 void kvmppc_invalidate_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
 794                         unsigned long pte_index)
 795 {
 796         unsigned long rb;
 797
 798         hptep[0] &= ~cpu_to_be64(HPTE_V_VALID);
 799         rb = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hptep[0]), be64_to_cpu(hptep[1]),
 800                               pte_index);
 801         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, true);
 802 }
 803 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_invalidate_hpte);
 804
 805 void kvmppc_clear_ref_hpte(struct kvm *kvm, __be64 *hptep,
 806                            unsigned long pte_index)
 807 {
 808         unsigned long rb;
 809         unsigned char rbyte;
 810
 811         rb = compute_tlbie_rb(be64_to_cpu(hptep[0]), be64_to_cpu(hptep[1]),
 812                               pte_index);
 813         rbyte = (be64_to_cpu(hptep[1]) & ~HPTE_R_R) >> 8;
 814         /* modify only the second-last byte, which contains the ref bit */
 815         *((char *)hptep + 14) = rbyte;
 816         do_tlbies(kvm, &rb, 1, 1, false);
 817 }
 818 EXPORT_SYMBOL_GPL(kvmppc_clear_ref_hpte);
 819
 820 static int slb_base_page_shift[4] = {
 821         24,     /* 16M */
 822         16,     /* 64k */
 823         34,     /* 16G */
 824         20,     /* 1M, unsupported */
 825 };
 826
 827 /* When called from virtmode, this func should be protected by
 828  * preempt_disable(), otherwise, the holding of HPTE_V_HVLOCK
 829  * can trigger deadlock issue.
 830  */
 831 long kvmppc_hv_find_lock_hpte(struct kvm *kvm, gva_t eaddr, unsigned long slb_v,
 832                               unsigned long valid)
 833 {
 834         unsigned int i;
 835         unsigned int pshift;
 836         unsigned long somask;
 837         unsigned long vsid, hash;
 838         unsigned long avpn;
 839         __be64 *hpte;
 840         unsigned long mask, val;
 841         unsigned long v, r;
 842
 843         /* Get page shift, work out hash and AVPN etc. */
 844         mask = SLB_VSID_B | HPTE_V_AVPN | HPTE_V_SECONDARY;
 845         val = 0;
 846         pshift = 12;
 847         if (slb_v & SLB_VSID_L) {
 848                 mask |= HPTE_V_LARGE;
 849                 val |= HPTE_V_LARGE;
 850                 pshift = slb_base_page_shift[(slb_v & SLB_VSID_LP) >> 4];
 851         }
 852         if (slb_v & SLB_VSID_B_1T) {
 853                 somask = (1UL << 40) - 1;
 854                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT_1T;
 855                 vsid ^= vsid << 25;
 856         } else {
 857                 somask = (1UL << 28) - 1;
 858                 vsid = (slb_v & ~SLB_VSID_B) >> SLB_VSID_SHIFT;
 859         }
 860         hash = (vsid ^ ((eaddr & somask) >> pshift)) & kvm->arch.hpt_mask;
 861         avpn = slb_v & ~(somask >> 16); /* also includes B */
 862         avpn |= (eaddr & somask) >> 16;
 863
 864         if (pshift >= 24)
 865                 avpn &= ~((1UL << (pshift - 16)) - 1);
 866         else
 867                 avpn &= ~0x7fUL;
 868         val |= avpn;
 869
 870         for (;;) {
 871                 hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (hash << 7));
 872
 873                 for (i = 0; i < 16; i += 2) {
 874                         /* Read the PTE racily */
 875                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 876
 877                         /* Check valid/absent, hash, segment size and AVPN */
 878                         if (!(v & valid) || (v & mask) != val)
 879                                 continue;
 880
 881                         /* Lock the PTE and read it under the lock */
 882                         while (!try_lock_hpte(&hpte[i], HPTE_V_HVLOCK))
 883                                 cpu_relax();
 884                         v = be64_to_cpu(hpte[i]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 885                         r = be64_to_cpu(hpte[i+1]);
 886
 887                         /*
 888                          * Check the HPTE again, including base page size
 889                          */
 890                         if ((v & valid) && (v & mask) == val &&
 891                             hpte_base_page_size(v, r) == (1ul << pshift))
 892                                 /* Return with the HPTE still locked */
 893                                 return (hash << 3) + (i >> 1);
 894
 895                         __unlock_hpte(&hpte[i], v);
 896                 }
 897
 898                 if (val & HPTE_V_SECONDARY)
 899                         break;
 900                 val |= HPTE_V_SECONDARY;
 901                 hash = hash ^ kvm->arch.hpt_mask;
 902         }
 903         return -1;
 904 }
 905 EXPORT_SYMBOL(kvmppc_hv_find_lock_hpte);
 906
 907 /*
 908  * Called in real mode to check whether an HPTE not found fault
 909  * is due to accessing a paged-out page or an emulated MMIO page,
 910  * or if a protection fault is due to accessing a page that the
 911  * guest wanted read/write access to but which we made read-only.
 912  * Returns a possibly modified status (DSISR) value if not
 913  * (i.e. pass the interrupt to the guest),
 914  * -1 to pass the fault up to host kernel mode code, -2 to do that
 915  * and also load the instruction word (for MMIO emulation),
 916  * or 0 if we should make the guest retry the access.
 917  */
 918 long kvmppc_hpte_hv_fault(struct kvm_vcpu *vcpu, unsigned long addr,
 919                           unsigned long slb_v, unsigned int status, bool data)
 920 {
 921         struct kvm *kvm = vcpu->kvm;
 922         long int index;
 923         unsigned long v, r, gr;
 924         __be64 *hpte;
 925         unsigned long valid;
 926         struct revmap_entry *rev;
 927         unsigned long pp, key;
 928
 929         /* For protection fault, expect to find a valid HPTE */
 930         valid = HPTE_V_VALID;
 931         if (status & DSISR_NOHPTE)
 932                 valid |= HPTE_V_ABSENT;
 933
 934         index = kvmppc_hv_find_lock_hpte(kvm, addr, slb_v, valid);
 935         if (index < 0) {
 936                 if (status & DSISR_NOHPTE)
 937                         return status;  /* there really was no HPTE */
 938                 return 0;               /* for prot fault, HPTE disappeared */
 939         }
 940         hpte = (__be64 *)(kvm->arch.hpt_virt + (index << 4));
 941         v = be64_to_cpu(hpte[0]) & ~HPTE_V_HVLOCK;
 942         r = be64_to_cpu(hpte[1]);
 943         rev = real_vmalloc_addr(&kvm->arch.revmap[index]);
 944         gr = rev->guest_rpte;
 945
 946         unlock_hpte(hpte, v);
 947
 948         /* For not found, if the HPTE is valid by now, retry the instruction */
 949         if ((status & DSISR_NOHPTE) && (v & HPTE_V_VALID))
 950                 return 0;
 951
 952         /* Check access permissions to the page */
 953         pp = gr & (HPTE_R_PP0 | HPTE_R_PP);
 954         key = (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_PR) ? SLB_VSID_KP : SLB_VSID_KS;
 955         status &= ~DSISR_NOHPTE;        /* DSISR_NOHPTE == SRR1_ISI_NOPT */
 956         if (!data) {
 957                 if (gr & (HPTE_R_N | HPTE_R_G))
 958                         return status | SRR1_ISI_N_OR_G;
 959                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 960                         return status | SRR1_ISI_PROT;
 961         } else if (status & DSISR_ISSTORE) {
 962                 /* check write permission */
 963                 if (!hpte_write_permission(pp, slb_v & key))
 964                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 965         } else {
 966                 if (!hpte_read_permission(pp, slb_v & key))
 967                         return status | DSISR_PROTFAULT;
 968         }
 969
 970         /* Check storage key, if applicable */
 971         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_DR)) {
 972                 unsigned int perm = hpte_get_skey_perm(gr, vcpu->arch.amr);
 973                 if (status & DSISR_ISSTORE)
 974                         perm >>= 1;
 975                 if (perm & 1)
 976                         return status | DSISR_KEYFAULT;
 977         }
 978
 979         /* Save HPTE info for virtual-mode handler */
 980         vcpu->arch.pgfault_addr = addr;
 981         vcpu->arch.pgfault_index = index;
 982         vcpu->arch.pgfault_hpte[0] = v;
 983         vcpu->arch.pgfault_hpte[1] = r;
 984
 985         /* Check the storage key to see if it is possibly emulated MMIO */
 986         if (data && (vcpu->arch.shregs.msr & MSR_IR) &&
 987             (r & (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO)) ==
 988             (HPTE_R_KEY_HI | HPTE_R_KEY_LO))
 989                 return -2;      /* MMIO emulation - load instr word */
 990
 991         return -1;              /* send fault up to host kernel mode */
 992 }